Reconnexion magnétique forcée, causée par une proéminence du Soleil, a été vu pour la première fois dans les images de l'observatoire de la dynamique solaire de la NASA, ou SDO. Cette image montre le Soleil le 3 mai, 2012, avec l'encart montrant un gros plan de l'événement de reconnexion imagé par l'instrument d'assemblage d'imagerie atmosphérique de SDO, où la forme en X de la signature est visible. Crédit :NASA/SDO/Abhishek Srivastava/IIT(BHU)
L'observatoire de la dynamique solaire de la NASA a observé une explosion magnétique jamais vue auparavant. Dans les hautes étendues brûlantes de l'atmosphère du Soleil, une proéminence - une grande boucle de matière lancée par une éruption à la surface solaire - a commencé à retomber à la surface du Soleil. Mais avant qu'il puisse le faire, la proéminence s'est heurtée à un grondement de lignes de champ magnétique, provoquant une explosion magnétique.
Les scientifiques ont déjà vu le claquement explosif et le réalignement des lignes de champ magnétique enchevêtrées sur le Soleil – un processus connu sous le nom de reconnexion magnétique – mais jamais celui qui avait été déclenché par une éruption à proximité. Le constat, ce qui confirme une théorie vieille de dix ans, peut aider les scientifiques à comprendre un mystère clé sur l'atmosphère du Soleil, mieux prédire la météo spatiale, et peut également conduire à des percées dans les expériences de fusion contrôlée et de plasma de laboratoire.
"C'était la première observation d'un pilote externe de reconnexion magnétique, " dit Abhishek Srivastava, scientifique solaire à l'Indian Institute of Technology (BHU), à Varanasi, Inde. "Cela pourrait être très utile pour comprendre d'autres systèmes. Par exemple, magnétosphères terrestres et planétaires, d'autres sources de plasma magnétisées, y compris des expériences à l'échelle du laboratoire où le plasma est hautement diffusif et très difficile à contrôler."
Auparavant, un type de reconnexion magnétique connu sous le nom de reconnexion spontanée a été observé, à la fois sur le Soleil et autour de la Terre. Mais ce nouveau type d'explosion - appelé reconnexion forcée - n'avait jamais été vu directement, pensait que cela avait été théorisé pour la première fois il y a 15 ans. Les nouvelles observations viennent d'être publiées dans le Journal d'astrophysique .
La reconnexion spontanée précédemment observée nécessite une région avec juste les bonnes conditions, comme avoir une fine feuille de gaz ionisé, ou plasma, qui ne conduit que faiblement le courant électrique - pour se produire. Le nouveau genre, reconnexion forcée, peut se produire dans un plus grand nombre d'endroits, comme dans le plasma qui a une résistance encore plus faible à la conduite d'un courant électrique. Cependant, cela ne peut se produire que s'il y a un certain type d'éruption pour le déclencher. L'éruption comprime le plasma et les champs magnétiques, les obligeant à se reconnecter.
Alors que le fouillis de lignes de champ magnétique du Soleil est invisible, ils affectent néanmoins la matière qui les entoure, une soupe de particules chargées ultra-chaudes appelée plasma. Les scientifiques ont pu étudier ce plasma en utilisant les observations de l'observatoire de la dynamique solaire de la NASA, ou SDO, en regardant spécifiquement une longueur d'onde de lumière montrant des particules chauffées de 1 à 2 millions de kelvins (1,8 à 3,6 millions de F).
Les observations leur ont permis de voir directement l'événement de reconnexion forcée pour la première fois dans la couronne solaire, la couche atmosphérique supérieure du Soleil. Dans une série d'images prises sur une heure, on pouvait voir une proéminence dans la couronne retomber dans la photosphère. En route, la proéminence s'est heurtée à un grondement de lignes de champ magnétique, les obligeant à se reconnecter dans une forme X distincte.
La reconnexion spontanée offre une explication de la chaleur de l'atmosphère solaire - mystérieusement, la couronne est des millions de degrés plus chaude que les couches atmosphériques inférieures, une énigme qui a conduit les scientifiques solaires pendant des décennies à rechercher quel mécanisme est à l'origine de cette chaleur. Les scientifiques ont examiné plusieurs longueurs d'onde ultraviolettes pour calculer la température du plasma pendant et après l'événement de reconnexion. Les données ont montré que l'importance, qui était assez frais par rapport à la couronne boursouflée, gagné de la chaleur après l'événement. Cela suggère que la reconnexion forcée pourrait être un moyen de chauffer localement la couronne. La reconnexion spontanée peut également chauffer le plasma, mais la reconnexion forcée semble être un élément chauffant beaucoup plus efficace, augmentant la température du plasma plus rapidement, plus haut, et de manière plus contrôlée.
Alors qu'une proéminence était le moteur de cet événement de reconnexion, d'autres éruptions solaires comme les éruptions cutanées et les éjections de masse coronale, pourrait également provoquer une reconnexion forcée. Étant donné que ces éruptions entraînent la météo spatiale (les rafales de rayonnement solaire qui peuvent endommager les satellites autour de la Terre), la compréhension de la reconnexion forcée peut aider les modélisateurs à mieux prédire quand des particules chargées à haute énergie perturbatrices pourraient arriver à grande vitesse sur Terre.
Comprendre comment la reconnexion magnétique peut être forcée de manière contrôlée peut également aider les physiciens des plasmas à reproduire la reconnexion en laboratoire. Ceci est finalement utile dans le domaine des plasmas de laboratoire pour les contrôler et les stabiliser.
Les scientifiques continuent de rechercher des événements de reconnexion plus forcés. Avec plus d'observations, ils peuvent commencer à comprendre les mécanismes derrière la reconnexion et cela peut souvent arriver.
"Notre pensée est que la reconnexion forcée est partout, " dit Srivastava. " Mais nous devons continuer à l'observer, pour le quantifier, si nous voulons le prouver."
